Elke planeet in het zonnestelsel heeft een bepaalde hoeveelheid tijd nodig om een enkele baan om de zon te voltooien. Hier op aarde duurt deze periode 365,25 dagen - een periode die we een jaar noemen. Als het gaat om de andere planeten, gebruiken we deze meting om hun orbitale perioden te karakteriseren. En wat we hebben ontdekt is dat op veel van deze planeten, afhankelijk van hun afstand tot de zon, een jaar heel lang kan duren!
Overweeg Saturnus, die om de zon draait op een afstand van ongeveer 9,5 AU - dat wil zeggen negen en een half keer de afstand tussen de aarde en de zon. Hierdoor is de snelheid waarmee het om de zon draait ook aanzienlijk langzamer. Als gevolg hiervan duurt een enkel jaar op Saturnus gemiddeld ongeveer negenentwintig en een half jaar. En gedurende die tijd gebeuren er enkele interessante veranderingen voor de weersystemen van de planeet.
Omlooptijd:
Saturnus draait om de zon op een gemiddelde afstand (halve grote as) van 1,429 miljard km (8,879 miljoen mi; 9,5549 AU). Omdat zijn baan elliptisch is - met een excentriciteit van 0,05555 - varieert de afstand tot de zon van 1,35 miljard km (8,388 miljoen mijl; 9,024 AU) het dichtst (perihelium) tot 1,509 miljard km (mi; 10,086 AU) op zijn verste ( aphelion).
Met een gemiddelde omloopsnelheid van 9,69 km / s kost het Saturnus 29.457 aardse jaren (of 10.759 aardse dagen) om een enkele omwenteling rond de zon te voltooien. Met andere woorden, een jaar op Saturnus duurt ongeveer 29,5 jaar hier op aarde. Saturnus heeft echter ook iets meer dan 10 en een half uur (10 uur en 33 minuten) nodig om eenmaal om zijn as te draaien. Dit betekent dat een enkel jaar op Saturnus ongeveer 24.491 Saturnische zonnedagen duurt.
Hierdoor verandert wat we kunnen zien van de ringen van Saturnus vanaf de aarde in de loop van de tijd. Voor een deel van zijn baan worden de ringen van Saturnus op hun breedste punt gezien. Maar terwijl het doorgaat in zijn baan om de zon, neemt de hoek van de ringen van Saturnus af totdat ze volledig uit ons oogpunt verdwijnen. Dit komt omdat we ze van de rand zien. Na nog een paar jaar verbetert onze hoek en kunnen we het prachtige ringsysteem weer zien.
Orbitale helling en axiale kanteling:
Een ander interessant aspect van Saturnus is het feit dat de as van het vlak van de ecliptica is gekanteld. In wezen helt zijn baan 2,48 ° ten opzichte van het baanvlak van de aarde. De as is ook 26,73 ° gekanteld ten opzichte van de ecliptica van de zon, vergelijkbaar met de 23,5 ° kanteling van de aarde. Het resultaat hiervan is dat Saturnus, net als de aarde, seizoensgebonden veranderingen ondergaat in de loop van zijn omlooptijd.
Seizoensgebonden veranderingen:
De helft van zijn baan ontvangt het noordelijk halfrond van Saturnus meer van de straling van de zon dan het zuidelijk halfrond. Voor de andere helft van de baan is de situatie omgekeerd: het zuidelijk halfrond ontvangt meer zonlicht dan het noordelijk halfrond. Dit creëert stormsystemen die dramatisch veranderen, afhankelijk van in welk deel van zijn baan Saturnus zich bevindt.
Voor staters kunnen winden in de hogere atmosfeer snelheden tot wel 5oo meter per seconde (1.600 voet per seconde) rond het equatoriale gebied bereiken. Af en toe vertoont de atmosfeer van Saturnus langlevende ovalen, vergelijkbaar met wat gewoonlijk wordt waargenomen op Jupiter. Terwijl Jupiter de Grote Rode Vlek heeft, heeft Saturnus periodiek de zogenaamde Grote Witte Vlek (ook bekend als Grote Witte Ovaal).
Dit unieke maar kortstondige fenomeen komt één keer per Saturniaans jaar voor, rond de tijd van de zomerzonnewende op het noordelijk halfrond. Deze plekken kunnen enkele duizenden kilometers breed zijn en zijn in het verleden vaak waargenomen - in 1876, 1903, 1933, 1960 en 1990.
Sinds 2010 is er een grote band van witte wolken waargenomen, de Northern Electrostatic Disturbance, die werd opgemerkt door de Cassini ruimtesonde. Gezien het periodieke karakter van deze stormen, wordt verwacht dat er in 2020 nog een zal plaatsvinden, die samenvalt met de volgende zomer van Saturnus op het noordelijk halfrond.
Evenzo beïnvloeden seizoensveranderingen de zeer grote weerpatronen rond de noordelijke en zuidelijke poolgebieden van Saturnus. Aan de noordpool ervaart Saturnus een zeshoekig golfpatroon met een diameter van ongeveer 30.000 km (20.000 mijl), terwijl elk van de zes zijden ongeveer 13.800 km (8.600 mijl) meet. Deze aanhoudende storm kan snelheden bereiken van ongeveer 322 km per uur (200 mph).
Dankzij afbeeldingen gemaakt door de Cassini-sonde tussen 2012 en 2016, lijkt de storm kleurveranderingen te ondergaan (van een blauwachtige waas tot een goudbruine tint) die samenvallen met de nadering van de zomerzonnewende. Dit werd toegeschreven aan een toename van de productie van fotochemische gevaren in de atmosfeer, als gevolg van verhoogde blootstelling aan zonlicht.
Evenzo hebben op het zuidelijk halfrond door de Hubble-ruimtetelescoop verkregen beelden het bestaan van een grote straalstroom aangetoond. Deze storm lijkt op een orkaan vanuit een baan om de aarde, heeft een duidelijk gedefinieerde oogwand en kan snelheden bereiken tot 550 km / h (~ 342 mph). En net als de noordelijke zeshoekige storm ondergaat de zuidelijke straalstroom veranderingen als gevolg van verhoogde blootstelling aan zonlicht.
Cassini kon in 2007 beelden vastleggen van het zuidpoolgebied, dat samenviel met de late herfst op het zuidelijk halfrond. Destijds werd het poolgebied steeds meer "smoggy", terwijl het noordelijk poolgebied steeds duidelijker werd. De reden hiervoor was dat de afname van zonlicht leidde tot de vorming van methaanaërosolen en het ontstaan van bewolking.
Hieruit is aangenomen dat de poolgebieden steeds meer worden verduisterd door methaanwolken wanneer hun respectieve halfrond hun winterzonnewende nadert, en duidelijker naarmate ze hun zomerzonnewende naderen. En de middelste breedtegraden laten zeker hun aandeel in veranderingen zien dankzij toename / afname van blootstelling aan zonnestraling.
Net zoals de lengte van een enkel jaar, heeft wat we weten over Saturnus veel te maken met de aanzienlijke afstand tot de zon. Kortom, er zijn maar weinig missies in staat geweest om het grondig te bestuderen, en de duur van een jaar betekent dat het voor een sonde moeilijk is om getuige te zijn van alle seizoensgebonden veranderingen die de planeet doormaakt. Toch is wat we hebben geleerd aanzienlijk en ook behoorlijk indrukwekkend!
We hebben hier bij Space Magazine veel artikelen geschreven over jaren op andere planeten. Hier is de baan van de planeten. Hoe lang duurt een jaar op de andere planeten ?, de baan van de aarde. Hoe lang is een jaar op aarde ?, De baan van Mercurius. Hoe lang duurt een jaar op Mercurius ?, De baan van Venus. Hoe lang is een jaar op Venus ?, de baan van Mars. Hoe lang is een jaar op Mars ?, The Orbit of Jupiter. Hoe lang duurt een jaar op Jupiter ?, De baan van Uranus. Hoe lang duurt een jaar op Uranus ?, The Orbit of Neptune. Hoe lang duurt een jaar op Neptunus ?, De baan van Pluto. Hoe lang duurt een jaar op Pluto?
Als je meer informatie wilt over Saturnus, bekijk dan Hubblesite's nieuwsberichten over Saturnus. En hier is een link naar de startpagina van NASA's Cassini-ruimtevaartuig, dat in een baan om Saturnus draait.
We hebben ook een hele aflevering van Astronomy Cast opgenomen die alleen over Saturnus gaat. Luister hier, Aflevering 59: Saturnus.
Bronnen:
- NASA: Exploratie van het zonnestelsel - Saturnus
- Wikipedia - Saturnus
- Ruimtefeiten - Saturnus
